JPH0436196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、鋼板の冷間圧延において、高圧下率
での高速圧延を行う場合に使用される鋼板用冷間
圧延油に関するものである。 （従来の技術） 冷間圧延油は鋼板を冷間圧延する際に、ワーク
ロールと被圧延材の間（以下ロールバイトと称す
る）にエマルジヨンの形で供給され、摩擦係数を
低くして、圧延の際の発熱、荷重を抑える役目を
持つている。圧延油の基油は、鉱油系と合成エス
テル系とパーム油、牛脂に代表される動植物油脂
系の３系列に大きく分類される。鉱油系を基油と
するものは、油膜強度は劣るがバーンオフ性に優
れているために比較的仕上厚が厚くて、圧下率の
低い材料に用いられ、圧延後の洗浄工程を省略す
るいわゆるミルクリーンプロセスに好適とされて
いる。又合成エステル系はバーンオフ性に優れか
つ油膜強度もかなり強いので一般的に鉱油系に適
量配合されてミルクリーンプロセスに使用されて
いる。 一方、動植物油脂系は油膜の強度が強く、高圧
延荷重、高速圧延の条件下においても、ロールバ
イトに充分な油膜を形成させ、優れた潤滑性能を
発揮することが出来る為、圧下率が高く、かつ高
速で圧延される仕上厚0.4mm以下の薄物の冷間圧
延に好適とされている。これ等の動植物油脂が優
れた油膜強度と潤滑性を有する理由としては、基
油を構成するものの分子量が大きく、粘度が50℃
で25cst以上という高い値であること、吸着性に
富んでいることの他に、高級脂肪酸がある程度含
まれていること等があげられる。 近年、被圧延材料（冷延製品）の連続鋳造化が
進み、その90％以上がAlキルド連続鋳造材とな
つている。これに伴つて薄物鋼板、特にブリキ原
板の圧延において、ワークロールの平滑化摩耗現
象（粗度摩耗）と、圧延油の高過ぎる潤滑性能に
より、ロールバイトでの摩擦係数が下がり過ぎ
て、不安定スリツプ現象が発生しはじめた。 摩擦係数及び圧下率とロールバイト中の先進率
との関係は第１図に示したグラフの様になること
が良く知られている。即ち摩擦係数が低くなると
先進率は小さくなる。摩擦係数が0.01になると圧
下率が35％位で先進率は０となり、スリツプを生
じる様になる。また発明者らが、Alキルド連続
鋳造材（以下CC材と称する）、インゴツト鋳造材
（以下IC材と称する）、それぞれの圧延中に得ら
れる圧下力、張力の値と、その時の被圧延材料の
変形抵抗値からKARMANの微分方程式によつ
て、摩擦係数の変化を計算すると、第２図に示し
たグラフの様になる。これから、明らかに被圧延
材がIC材の場合に比べてCC材の場合の摩擦係数
の低下が速いことがわかる。 この理由はまだ明確ではないが、本発明者らの
実験および動植物基油の圧延油を使用した実圧延
において、この現象が主として現れることから、
次の様に整理できる。 (1) 動植物油脂基油の代表的なものである牛脂
（試油１）と、低粘度エステル（試油２）とを
下記表１の通りの成分、試験機及び試験条件で
比較すると牛脂の方が摩擦係数が低く、摩擦面
における流体潤滑領域の占める比率が比較的高
いことが理解できる（第３図参照）

【表】 ○試験機：小型二段圧延機WR100φ×130Lmm ○試験条件：３パス圧延（トータルリダクシヨ
ン65％目標）圧延速度10mpm試験材spcc−
D1.65T×20.0W×200Lmmエマルジヨン濃度５
％、温度60℃、 流量1.5l／min WR粗度Rz≒0.8μm（エメリー
紙〓120研摩） (2) CC材はIC材と比べて基油中に含まれる高級
脂肪酸との反応性が高く（第４図参照）高潤滑
性をもつた反応生成物である鉄石けんを生成し
易い。 (3) CC材の方がIC材より硬度が高い。 要するに、動植物油脂の持つ50℃で25cst以
上と言う高い粘度と反応生成物である高級脂肪
酸の鉄石けんの持つ高い粘性との相乗効果によ
り摩擦面での金属接触面積が減少し、流体潤滑
領域が拡大され、粗度再生を伴う大きな凝着摩
耗が生じない。従つてロール研磨面の尖端部の
突起のみが消去され、結果として、ワークロー
ル表面の平滑化摩耗現象が促進され、CC材の
方が摩擦係数の低下が速いことにつながつてい
るものと思われる。 ワークロール表面の平滑化摩耗現象により、
前述の如く不安定スリツプを生じ易く、これに
よつて惹き起こされる張力変動をトリガーとし
てチヤタリングを発生することがわかつた。従
つてワークロールを組替えて摩擦係数の回復を
図る必要がある。これ等の現象は、圧延能率を
低下させるばかりでなく、板厚不良などの異常
や板破断が発生する欠点がある。 （発明の目的） 本発明はこれらの欠点を除去するためになされ
たものであつて、ワークロールの摩耗によつて生
ずるスリツプ及びこれに誘起されるチヤタリング
を生じにくくし、且つ耐ロール摩耗性が良好でロ
ールバイト内の摩擦係数が安定した鋼板用冷間圧
延油を提供しようとするものである。 （発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、合成エス
テル、或いは、これは動植物油脂との混合油を基
油として用い、この基油の粘度が50℃で15cst以
下であり、これに炭素数６〜10の低級脂肪酸を１
〜10％を添加することを特徴とする鋼板用冷間圧
延油であつて、前記基油として用いる合成エステ
ルとしては、ステアリン酸メチルエステル、牛脂
脂肪酸メチルエステル、ステアリン酸オクチルエ
ステル、牛脂脂肪酸オクチルエステル、ステアリ
ン酸ブチルエステル、ステアリン酸ネオベンチル
グリコールエステル、ヤシ油脂肪酸ネオベンチル
グリコールエステル等が挙げられる。これに動植
物油脂として牛脂、パーム油豚脂、ヤシ油、なた
ね油等を添加しても良いが、混合物としての粘度
が50℃で15cst以下であることが必須条件である。
粘度が15cstを超えると、実施例に見られる如く、
粗度摩耗が急激に増加する。添加する低級脂肪酸
としては、カプロン酸、エナンチル酸、カプリル
酸、ペラルゴン酸、カプリン酸であり、その添加
量は１〜10％であるが、好ましくは２〜７％であ
る。添加量が１％未満の時には下記表３に見られ
る如く、高級脂肪酸であるステアリン酸及び牛脂
脂肪酸鉄石ケンの生成防止効果が、顕著でなく、
10％を越えると、その防止効果は飽和してしま
い、添加しただけの効果は得られない。 (1) 供試油

【表】 (2) 試験方法 公知の回転劣化試験機を用い、鉄石ケンの生成
を目的に、エマルジヨンを回転劣化させる。劣化
後のエマルジヨンから、溶剤分別法により鉄石ケ
ンを抽出し、それを酸分解、メチルエステル化し
た後、その脂肪酸組成をガスクロトグラフイによ
り定量する。 (3) 劣化試験条件 雰囲気：80℃ 空気、回転速度：60rpm、試
油：５％エマルジヨン、鋼球：1/2インチ−100
個、イモノ切粉：30g、 回転時間56時間 ○ 試験結果（カプリル酸／ステアリン酸＋牛脂
脂肪酸）劣化の状態を表３に示す。

【表】 （作 用） 前述の如く、ワークロール表面の平滑化摩耗現
象は基油の高粘度と生成する高級脂肪酸の鉄石ケ
ンの粘性との相乗効果により、流体潤滑領域を拡
大し、ロール研磨面の尖端突起部の摩耗を起すこ
とに起因しているが、本発明は以下に述べる２つ
の面から耐平滑化摩耗性を向上させ、ロールバイ
ト内の摩耗係数の安定した圧延を図るものであ
る。 (1) 基油の粘度を下げることにより、境界潤滑領
域を拡大し、尖端突起摩耗を防ぎ粗度の再生を
促す。 (2) 含まれる高級脂肪酸との鉄石ケン（流体潤滑
領域を拡大する）の生成を炭素数６〜10の低級
脂肪酸の添加により防止する。この結果として
低級脂肪酸鉄石ケンが生成するが、これは高級
脂肪酸の鉄石ケンに比べ、アルキル基の鎖長が
短い分だけ油溶性に乏しく、又粘性も低い為、
油中から欠落しやすく摩擦面に入りずらくな
る。従つて炭素数６〜10の低級脂肪酸の鉄石け
んは、平滑化摩耗現象に害が少ない。低級脂肪
酸の添加は上述の如く高級脂肪酸の鉄石ケンは
生成防止効果の他に吸着性能が向上し、境界潤
滑性能の強化にもつながる。又、炭素数が５以
下の低級脂肪酸は下記表４に見られる如く水溶
性となる為添加によりエマルジヨンのPHの下
がりが大きく、圧延後のコイルの発錆率が高く
なる事から好ましくない。

【表】 する）
更に基油の低粘度化に伴い、境界潤滑領域が拡
大され焼付きが生じ易くなるので、反応生成物と
して鉄石ケンを生成しない添加剤である、中性型
リン酸エステル（摩擦面で最小限度に反応する）
や固体潤滑剤の添加により、境界潤滑性能を強化
することを拒むものではない。 以下に本発明品の実施例を比較例と共に示す。 実施例……耐ロール摩擦性の評価 (1) 供試油

【表】 (2) 試験方法 試験機 大型チムケン試験機 リングブロツク ○リング（圧延ロール想定）62mmφ×19mmＷ 材質：SUJ2（HV≒800） 粗さ：Rz＝1.8〜2.2μm（Ｃ方向） ○ブロツク（被圧延材） 実機冷延途中材（CC材、加工度約50％） 試験条件 ○リング回転数 600rpm ○荷 重 45Kg （ヘルツ圧18.2Kg／cm²） ○時 間 ３時間 ○エマルジヨン 濃度５％、温度60℃ (3) 評価 試験前後のリングの表面粗さ（RzC方向）を測
定し、粗度の低下量で判定する。 試験結果を第５図に示す。本発明品は比較例よ
りCC材との摩擦において、リング表面の粗度低
下が少ない。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明の鋼板用冷間圧延
油は合成エステルまたはこれと動植物油脂との混
合油を基油として、これに炭素数６〜10の低級脂
肪酸を添加することにより、CC材圧延時のワー
クロールの耐粗度摩耗性に優れることになり、薄
物鋼板の冷間圧延においてスリツプやチヤタリン
グが防止出来、生産性が著しく向上すると言う優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板圧延における摩擦係数及び圧下率
とロールバイト中の先進率との関係を示すグラ
フ、第２図は圧延時の摩擦係数を示すグラフ、第
３図は牛脂と低粘度エステルとの摩擦係数を示す
グラフ、第４図は脂肪酸とCC材とIC材との反応
性を示すグラフ、第５図は本発明品と比較例との
試験結果を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 合成エステルまたはこれと動植物油脂との混
   合油を基油として用い、この基油の粘度が50℃で
   15cst以下であり、これに炭素数６〜10の低級脂
   肪酸を１〜10％添加することを特徴とする鋼板用
   冷間圧延油。